По состоянию на 4 июля 10:30
Заболевших674 515
За последние сутки6 632
Выздоровело 446 879
Умерло10 027
В мире
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
Личные связи
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Лента главных новостей
Русская планета
В мире

Штопаное сердце

Ученые разработали искусственную сердечную мышцу

Артем Асташенков
20 марта, 2014 15:08
4 мин

Фото: Getty Images / Fotobank.ru

Ученые представили искусственные ткани сердечной мышцы. Изготовленные на основе принципиально нового гидрогеля, они способны сокращаться не только в лабораторных условиях, но и при пересадке в сердце подопытного животного. Разработка была представлена на 247-й национальной встрече и выставке Американского химического общества, проходящей в Техасе 16—20 марта.
Гидрогели — общее название класса полимерных веществ, насыщенных водой. Обычно они гибки как ткани живого организма и отлично поглощают влагу. В зависимости от химического состава, существует множество сфер применения гидрогелей: производство контактных линз, подгузников, взрывчатки и клея; косметическая хирургия; лечение ожогов; доставка лекарств в нужную подсистему организма и другие.
Сходство гидрогелей с биологическими тканями давно привлекло внимание исследователей, работающих над регенерацией поврежденных и созданием искусственных органов. Уже существует и активно применяется искусственная кожа; ученые работают над заменителями хрящей, мышц и роговой оболочки глаза. Во всех этих случаях гидрогели выступают в роли «строительного» каркаса.
Гидрогели для сердечной мышцы. Фото: biofutur.com
Гидрогели для сердечной мышцы. Фото: biofutur.com
Исследователи Гарвардской медицинской школы Назим Аннаби и Али Хадемхосейни и их коллеги из больницы Бригхэма и Сиднейского университета задались целью адаптировать гидрогелевую технологию для производства тканей, которыми можно было бы «подлатать» поврежденное сердце. Эта задача значительно сложнее, чем изготовление искусственной кожи: ткани сердца имеют сложную трехмерную структуру, а главное, эластичны и устойчивы к нагрузкам, вызванным сокращениями в ходе сердцебиения.
Используя традиционные гидрогели на основе натуральных протеинов, ученые смогли точно подогнать химические, биологические, механические и электрические свойства материала под различные ткани человеческого организма, но повторить эластичность сердечной мышцы не удавалось: гель рассыпался, как желатин.
Прорыв произошел, когда исследователи создали новый гидрогель на основе протеина тропоэластин, повсеместно встречающегося в теле человека. Новый гелевый каркас для имплантата отвечал всем требованиям для использования в регенерации сердечной мышцы. Теперь предстояло вырастить на нем сами клетки сердечной мышцы, что тоже задача нетривиальная.
Чтобы клеточная структура «заплатки» соответствовала природной, лаборатория Хадемхосейни воспользовалась технологиями 3D-печати и микроинженерии. Они придали гелю структуру, которая направляла рост тканей в нужную форму. В результате получилось множество небольших участков сердечно-мышечной ткани в микроузоре из направляющих желобков на эластичном субстрате. А главное — в ходе экспериментов они синхронно сокращались.
Сейчас гарвардские ученые работают над адаптацией этой технологии для производства мышц опорно-двигательного аппарата, сердечных клапанов, кровеносных сосудов и содержащих их кожных покровов. Кроме того, они начали испытания «сердечной заплатки» на крупных животных.
Сердечно-мышечные ткани подвержены серьезным травмам в результате сердечных приступов и других подобных инцидентов. Обычным решением в такой ситуации является полная трансплантация сердца, но донорских органов хватает далеко не всем, да и осложнения, вплоть до отторжения, не исключены. Ученые много лет искали способ вылечить собственные ткани пациента, пережившего инфаркт. Представленные гарвардскими исследователями «заплатки» могут решить эту проблему.
темы
4 мин